بهینه‌سازی هزینه انرژی با درنظر گرفتن قابلیت اطمینان هیدرولیکی و کیفی شبکه‌های توزیع آب با استفاده از الگوریتم جامعۀ مورچگان

Abstract

هزینه‌های انرژی، درصد قابل توجهی از هزینه‌های بهره‌برداری از شبکه‌های آبرسانی را تشکیل می‌دهند. مدیریت بهینۀ این هزینه‌های انرژی برای تأمین آب مورد نیاز متقاضیان با کیفیت مطلوب اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد. برای رسیدن به این مهم، بهینه‌سازی به عنوان ابزاری قدرتمند معرفی شده است. در این مقاله با معطوف شدن به فاز بهره‌برداری سعی می‌شود، بهینه‌سازی چندهدفه عملکرد شبکه‌های آبرسانی با درنظر گرفتن هیدرولیک و کیفیت آب بررسی شود. در هر یک از این حالت‌ها، هدف اول حداقل ساختن هزینۀ انرژی مصرفی و هدف دوم حداکثر نمودن قابلیت اطمینان هیدرولیکی، کیفی و یا تلفیقی می‌باشد؛ یعنی در عمل لازم است تا برنامۀ کاری پمپ‌ها در طول یک دورۀ زمانی بررسی عملکرد، مثلاً یک روز، به‌گونه‌ای تنظیم شود تا عمل پمپاژ، با تغییرات تقاضا در طول روز، تغییرکند و تا حد ممکن با این تغییرات منطبق گردد. در کنار این امر لازم است تا قابلیت اطمینان هیدرولیکی، کیفی و تلفیقی در شبکه نیز حداکثر گردد. در این مقاله، به منظور انطباق هر چه بیشتر حالت‌های عملکردی ایستگاه پمپاژ، از پمپ دور ثابت و دور متغیر استفاده می‌شود. به منظور بهینه‌سازی عملکردی شبکۀ توزیع آب به علت کارایی بالا و سادگی پیاده‌سازی الگوریتم جامعۀ مورچگان، الگوریتمNA-ACO-CD در محیط Visual C++ تدوین شده است. کارایی الگوریتم تدوین شده با بهینه‌سازی توابع ریاضی آزمایش و اثبات شده است و قابل اجرا بر روی شبکه‌های توزیع آب می‌باشد.روش پیشنهادی با استفاده از شبکه توزیع آب Anytown ارزیابی گردید و این نتیجه حاصل شد که نمی‌توان به ترکیبی از دور پمپ دست یافت که هر سه قابلیت اطمینان پمپ، هیدرولیکی و کیفی به طور همزمان بالا باشند.